太空养鱼是一种什么样的体验? 国际空间站,NASA

  来源:中国科普博览

  我们都听说过把猴子或者汪星人带到太空的“奇闻”,那么鱼儿能够在太空中生存吗?日本空间局(JAXA)曾宣布将把鱼儿送上太空进行一系列的测试实验,目的是帮助人们更加深入地了解地面人类健康问题。 

太空养鱼是一种什么样的体验?-第1张图片-天网之家(图片来源:https://www.ageekyworld.com) 

  2012年7月20日,日本空间局(JAXA)将一个水族箱送上了国际空间站。这个水族箱是做什么用的呢?虽然水族箱为地球上的人类提供了一种轻松的消遣方式,但娱乐并不是国际空间站上这个水族箱的目标。实际上,研究人员将使用这个独特的设施来研究微重力对海洋生物的影响。不过,在太空中养鱼,究竟是一种什么样的体验呢?

  这个水族箱被叫做“水生生物栖息地(Aquatic Habitat,AQH)”,它被装上日本发射的第三艘 H-Ⅱ无人自动货运飞船送往国际空间站,安放在国际空间站上的日本实验舱内。AQH被运上天的用途在于研究失重对于水生生物将会产生何种影响,以帮助人们更加深入地理解地面人类健康问题。 

太空养鱼是一种什么样的体验?-第2张图片-天网之家The Aquatic Habitat, or AQH, is a Japanese Space Agency, or JAXA, facility that will enable the study of fish aboard the International Space Station。 (JAXA) 日本航天局JAXA用于研究在国际空间站上研究鱼类的水生栖息地(AQH)。 (图片来源:NASA) 

太空养鱼是一种什么样的体验?-第3张图片-天网之家JAXA Astronaut Akihiko Hoshide transferring fish to the Aquatic Habitat facility on-board the International Space Station during Increment 33/34。 JAXA航天员Akihiko Hoshide将鱼转移到国际空间站的水生栖息地设施。(图片来源:NASA) 

  AQH主要由四个部分组成,包括两个鱼类栖息空间、水循环单元、控制单元和CCD相机。这个水族箱将自动对鱼类提供饲料、注入氧气、温度控制,并有一个样本取样装置。自动喂食系统可以根据需要,对不同的进料顺序进行编程。此外,AQH配置的水循环系统还可以监测水的pH值、水温、溶解氧、水的流速和水压,生物过滤器和气体交换器可以用来保持环境系统的质量,特殊的细菌过滤器可以净化去除一些杂质,可以使得这些鱼儿能够在太空中存活长达90天。AQH里的LED灯用来为鱼模拟日夜更替,并为CCD相机提供必要的照明,CCD摄像机可以全程拍摄记录鱼的存活状况。同时,所有的数据可以传输到地面进行监测和分析。 

  水族箱系统还配备了显微镜,可以对鱼类胚胎和幼虫进行显微荧光观察,是不是很强大呀!不仅如此,AQH复杂的过滤系统甚至可以使鱼儿在国际空间站进行繁殖,这就意味着科学家们可以对天上的鱼儿们进行多代繁殖研究,即科学家可以史无前例的对首次在太空中诞生的鱼类直接进行研究。 

  AQH能够容纳小型淡水鱼类,例如淡水鱼或斑马鱼,研究人员们第一次使用这个水族箱来研究是一种叫做青鳉的鱼。通过观察青鳉这种小型淡水鱼类在太空辐射环境下,骨骼退化以及肌肉萎缩等症状,有利于进行发育生物学研究。然而,为什么地球上这么多种鱼类,小小的青鳉鱼独独成为了科学家带上太空进行研究的第一宠儿呢? 

太空养鱼是一种什么样的体验?-第4张图片-天网之家The above image shows an Aquatic Habitat, or AQH, specimen chamber housing Medaka fish for study。 (JAXA) 装载青鳉鱼的AQH(JAXA) (图片来源:NASA) 

  这是因为青鳉鱼是非常理想的实验对象,原因主要有以下几个: 

  首先,它们通体透明,研究人员能直接透过它们透明的皮肤观察到体内的器官。通过使用荧光蛋白标记成骨细胞和破骨细胞,研究人员可以在太空飞行期间观察到细胞和基因的变化。在太空环境中做研究,能够便捷地进行观察是一个巨大的优点; 

太空养鱼是一种什么样的体验?-第5张图片-天网之家Flight Engineer Koichi Wakata works to activate the Multi-Purpose Small Payload Rack (MSPR) Hub unit and install the Medaka Chamber in the fluorescent microscope for observation of a Medaka sample。  飞行工程师Koichi Wakata将Medaka室安装在荧光显微镜中观察Medaka样品。 (图片来源: NASA)

  第二,它们是脊椎动物。这意味着它们具有骨骼和肌肉,可以进行微重力对肌肉、骨骼系统影响的研究; 

  第三,青鳉鱼繁殖力强。它们可以在微重力环境中迅速繁殖,这个优点就可以使研究人员对它们进行多代研究; 

  另外,青鳉鱼体轻、个小、易养护,符合太空实验要求; 

  除了以上重要原因之外,还有一个最重要的原因是青鳉的基因组已经完成测定。因此,如果在太空中青鳉鱼的基因有变化,就可以很容易地辨识出受空间环境影响之后造成的基因变化。 

  这一次,JAXA把青鳉鱼送上天的实验目的是观察微重力对成骨细胞和破骨细胞活性的影响,并希望通过微重力作用于青鳉鱼骨骼的研究,探索是否能发现一种新的机制,其结果或将能够帮助发展一种有利于人类治疗骨质疏松症的新疗法。研究人员称,在地球上,与年龄相关的骨质疏松作用机制是个难题,而青鳉鱼实验中发现的受微重力影响的新基因可以为阐明这一机制提供很好的动物模型。如果航天员也是这种情况,就可以使在太空中丢失的骨密度得到恢复。 

  此实验的意义重大,这方面的工作可以促进骨质疏松症的治疗,还可以减少航天员在长期任务中的骨质流失。用青鳉鱼进行的基础研究可以使面临骨丢失的航天员、骨质疏松症患者和地球上行动不便的人最终受益。实际上,整个太空鱼多样性实验包括太空环境下对鱼类的放射线影响、鱼类骨骼退化、肌肉萎缩等生理状态的研究。研究人员认为这些影响完全适用于人类,而这将有助于科学家更好地理解并解决地球上与人类健康相关的问题。  

  出品:科普中国

  制作:中国科学院空间应用工程与技术中心

  监制:中国科学院计算机网络信息中心

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太空养鱼是一种什么样的体验?-第6张图片-天网之家

太空养鱼是一种什么样的体验?-第7张图片-天网之家

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